輸電網路

拓撲在輸電網路中，指網路建構與運行的路徑，其根據系統可靠度的要求、負載和發電特性而有所不同。一般輸電網路的拓撲可分為樹狀與網狀兩種結構。輸電與配電網路最簡單的拓撲是樹狀結構，由中央調控的高電壓、大電流電力，藉由變電站逐步降低電壓、電流，分配至各樹狀分支線路中，直到到達目標家庭用戶和企業用戶為止。但是，單個節點故障可能會導致節點以下分支網路的失效。網狀結構可以提供更高的可靠度，但是其運作與管理相對複雜[9]。

不同區域之間的電網藉由聯網，以提高經濟性和可靠性。聯網可實現規模經濟，不同電網藉由聯合採購電力，以降低成本。同時，藉由不同時期，在不同地點採購電力，可以獲得更好的來源調整。例如一個地區在雨量豐沛的季節，可以多採購廉價的電力，再輸送至其他電網；另一個地區在風能充沛的季節大量採購，再輸送至其他電網，這使得多個地區在一年中的不同時間，可以相互獲取廉價的電力來源[10]。電網聯網水平（英語：）為已聯網的電網除以總電網容量。歐盟設定整個歐盟電網在2020年達到10%的目標，2030年達到15%[11]。

廣域同步電網（Wide area synchronous grid）為以同步頻率將多個依正常模式運作之電網連結起來。全球最大的廣域同步電網為歐洲大陸同步電網，在2009年其發電容量為667 GW，並有80 GW的備轉容量[12]。

微電網（Microgrid）是一組本地化的電源和負載，通常與傳統的廣域同步電網連接並同步運行，但也可以斷開與孤島模式的連接，並根據物理或經濟條件自主運行[13]。這樣，微電網可以有效地匯集各種分散式發電資源，尤其是可再生能源，並可以提供應急電源，可以在孤島模式和連接模式之間轉換。控制和保護是微電網面臨的挑戰[14][15]。

隨著電力自由化的發展，電力的依據自由市場法則進行買賣，促進分散式發電的蓬勃發展。不屬於公用事業公司的小型發電機所發的電力可以併網使用。這些發電設施的擁有者可能是一般家戶中的太陽能電池板或小型風力發電機，也有可能是辦公室內的小型的柴油發電機，他們可將多餘的電力，以購買電價相同的價格回售給電力公司。進入21世紀，電力行業尋求利用新穎的方法，來滿足不斷增長的能源需求。隨著屋頂太陽能和風力發電機的普及，配電網路和輸電網路之間的界線將日漸模糊。最初建造電網是為了使電力從電力生產者流向消費者，但分散式發電的普及使得部分消費者也成為電力的生產者。2017年7月，梅賽德斯－賓士的首席執行官指出，能源行業需要與其他行業的公司更好地合作，以形成一個「整體生態系統」，以整合集中式發電和分散式發電，給客戶他們想要的[16]。

智慧電網（Smart grid）為利用資訊及通訊科技，利用數位或類比訊號偵測與收集供應端的電力供應狀況，與使用端的電力使用狀況，藉以調控與改善電網。現今智慧電網研究主要集中在智能電網的三個系統上－基礎架構系統，管理系統和保護系統[17]。

基礎架構系統是智慧電網底層的資訊和通訊架構，以達成發電、輸送和消費的計量、監視和管理；管理系統可提供進階的管理和控制功能；保護系統提供電網可靠度分析、故障保護以及安全和隱私保護服務。根據美國國家標準暨技術研究院2014年的報告指出，從用戶端的智慧型電錶收集更多有關能耗的數據的能力也引起了人們對隱私的關注，因為其中可能包含客戶的個人詳細資訊，並且可能有洩漏的危險[18]。